JP2002515824A - ポリマー導管の静菌性コーティング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 静菌性、殺菌性、殺真菌性、静真菌性またはウドンコ病菌増殖抑制材料からなる添加剤を含むことができる重合材料で導管の表面を被覆することによって作られる導管被膜。前記コーティング材料は輻射線暴露を用いて架橋することで前記導管の高温特性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリマー導管の静菌性コーティング 発明の分野 本発明は改良されたポリマー導管に関するものであり、より詳細に述べるなら ば、静菌性、殺菌性、殺真菌性、静真菌性またはウドンコ病菌増殖抑制材料で作 られた被膜または保護膜を有する改良ポリマー導管に関する。 発明の背景 典型的なポリマー−ライニング導管、例えばチューブ、パイプおよびインナー ダクトなどは、熱可塑性ポリマーを適切なダイを通して押し出すことによって作 られる。これらの導管は、例えば水またはその他の液体の導管として、通信ケー ブルまたはその他の例えば電気配線などのタイプのケーブルの保護シースとして 、衛生的下水道管として、そして家庭用および工業用排水管として、種々様々の 用途に用いられる。ほとんどすべての用途において、特に消費製品、例えば飲料 水または医薬品などの輸送において、真菌またはウドンコ病菌が導管内部にコロ ニーを形成し、輸送物資の純度を害する危険のあることが最近懸念されている。 その上このようなコロニー形成は、そのケーブルを劣化させるおそれのある産物 を生成し、その結果そのケーブルそのものの完全性を危険にさらし、或いはその ケーブルに近づかなければならず、そのためそのコロニー形成菌にさらされるか も知れない作業者をおびやかす。一般的にポリマーに加えられる殺菌性、殺真菌 性およびウドンコ病菌増殖抑制薬剤や、静菌性ポリマー類は利用可能であるとは いえ、それらは、ポリマー導管の内部のライニングや外部の上塗りのために使用 して、そのような不純物がその導管によって運搬される物質、その導管を扱う人 々、 または導管そのものに対してひき起こす問題を排除するようにはなっていない。 よって、本発明の目的は、静菌、殺菌、殺真菌およびウドンコ病菌増殖抑制特 性をあらわす物質でポリマー導管をコーティングし、このような菌類が導管上で コロニーを形成する潜在能力を低減するための物質および方法を提供することで ある。 また、静菌、殺菌、殺真菌およびウドンコ病菌増殖抑制特性を有する内部およ び／または外部表面をもったポリマー導管であって、その導管を満たす物質中に このような菌類が増殖するのを抑制するポリマー導管を提供することも本発明の 目的である。 静菌、殺菌、殺真菌およびウドンコ病菌増殖抑制剤を、導管を満たす物質内に 放出するポリマー導管のための被膜を提供することも本発明の目的である。 静菌性、殺菌性、殺真菌性およびウドンコ病菌増殖抑制特性を有することで知 られる物質と配合できるポリマー導管用のポリマー被膜を提供することも本発明 の目的である。 熱可塑性または熱硬化性重合材料および慣用的化学反応により硬化する慣用の 市販ペイント化合物と配合できるポリマー導管用ポリマー被膜を提供することも 本発明の目的である。 化学的に互いに架橋して導管の高温特性を改善するポリマー類と配合できるポ リマー導管用ポリマー被膜を提供することも本発明の目的である。 ガンマ線照射、紫外線照射およびＸ線照射を含むあらゆる形態の輻射線によっ て互いに化学的に架橋し得るポリマー類と配合できるポリマー導管用ポリマー被 膜を提供することも本発明の目的である。 本発明のもう一つの目的は、インナーダクトまたは導管の長さに沿ってライニ ング特性の変動性を与えるように容易に変化させることのできるインナーダクト または導管のライニング法を提供することである。 発明の概要 広い意味で本発明は、それを適用したポリマー表面に静菌性、殺菌性、殺真菌 性およびウドンコ病菌増殖抑制特性を与える材料でポリマー導管の内表面をコー ティングし、またはポリマー導管の外表面を上塗りするための材料および方法を 提供する。好適にはそのコーティング材料はポリマー、例えばポリエチレン、ポ リテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ウリリデン（polyurylidene fluoride） 、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）および／またはその他の架橋可能なポリマー類、ま たはこのような材料と静菌、殺菌、殺真菌およびウドンコ病菌増殖抑制剤を導管 表面に与える金属、例えば金属錯化エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、酸化 第一銅、酸化第二銅、銅、銀または亜鉛、またはこのような金属の混合物および 化合物との混合物を含む。このコーティング材料はまた、色素、安定化剤、減摩 性充填剤、その他の酸化チタン、グラファイト、シリコーン、ポリテトラフルオ ロエチレンなどの作用物質または添加剤の混合物であって着色および／または減 摩特性を与えるものを含むこともできる。重合材料は熱可塑性または所望によっ ては熱硬化性でもよく、慣用的市販塗料化合物、例えば慣用的化学反応によって 硬化するアルキド−エナメルまたはラテックス処方物、並びに互いに化学的に架 橋して導管の高温特性を向上させるその他のポリマー類を含むことができる。具 体的には、これらのポリマー類の架橋は、ガンマ線照射、紫外線照射およびＸ線 照射を含めたあらゆる形態の輻射線を用いて行うことができる。 コーティングを導管に適用する好適な方法はホットメルト吹付強化付着（hotm elt spray-enhanced deposition）による。コーティングを導管に適用するその 他の方法には上塗り、同時押出し、または後押出し、および静電または衝撃吹付 強化付着（impact spray-enhanced deposition）が含まれる。 本発明のその他の実施形態において、インナーダクトの内表面に並置したスプ レーノズルを用いることによって、またメルト材料の粘度を高めることによって マンドレル効果を実現することができる。この実施形態において、好適には導管 の長さ方向軸に沿って厚さが変化する非常に薄いコーティングを内表面に施すこ とができる。導管の内表面を被覆する厚さの変化する連続ライナーフィルム、ま たはその代わりに厚さの変化する複数の連続または不連続ライナーストリップを このスプレーノズルによって形成することができる。厚さを変化させるには、ラ イナー材料をスプレーノズルから付着させるにつれてライナー材料の流量を変化 させるのが好適である。或いは、導管を押し出しながらスプレーノズルをインナ ーダクトの長さ方向軸に対して一、二または三次元的に移動させることでインナ ーダクトの長さ方向軸に沿って種々の厚さを有するライナーが形成される。ノズ ル開口の配置および／または補助的マンドレルの使用によって不連続性を作り出 し、また不連続性を変化させて、被膜をストリップ状に形成、配列させることが できる。コーティング材料を複数の連続または不連続ストリップとして導管の内 表面または外表面に載置することができる。 本発明のその他の利点は、本発明の明細書に示す好適実施態様の詳細な説明と 添付の図面を合わせ読むことによって明らかになる。 図の簡単な説明 図１は本発明によって形成されたコーティング材料を示す導管の斜視図である 。 図２は表面模様つき被膜を有する、本発明によって形成された導管の断面図で ある。 図３はホットメルト吹付強化付着法を用いて本発明のコーティング材料を塗布 する概略的説明図である。 図４は、本発明のコーティング材料を複数のリボン様ストリップとして付与す るために用いるノズルの正面図である。 図５は、本発明のコーティング材料で複数のリボン様ストリップの形にライニ ングした導管の断面図である。 好適実施態様の詳細な説明 図１および図２はプルースルー型（pull-through）ファイバー光通信ケーブル １３を含む、本発明により形成された導管チューブ１０を示す。導管１０は、好 適には本技術分野で既知の慣用的な押出法によって形成される、好適には熱可塑 性および／またはその他の架橋性ポリマー、例えばポリプロピレン、ポリエチレ ンまたはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である外側チューブ１１からなる。外側チュ ーブ１１は、外側チューブ１１の内表面３０ａに塗布されたコーティング材料１ ２ａを有する。この材料はまた外側チューブ１１の外表面３０ｂに上塗１２ｂと して塗布することができる。コーティング材料１２ａまたは１２ｂは、ポリエチ レン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ウリリデン、ポリ塩化ビニル（ ＰＶＣ）のようなポリマーおよび／またはその他の架橋性ポリマー、またはこの ような材料と静菌性、殺菌性、殺真菌性、およびウドンコ病菌増殖抑制物質、例 えば金属錯化エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、酸化第一銅、酸化第二銅、 銅、銀、亜鉛、またはコーティング１２ａまたは１２ｂの静菌、殺菌、殺真菌お よびウドンコ病菌抑制特性を発揮する金属の混合物および化合物とを組み合わせ た混合物を含んでなる。 コーティング１２ａまたは１２ｂはまた色素、安定化剤、減摩充填剤、または その他の作用物質またはその他の添加剤、例えば酸化チタン、グラファイト、シ リコーン、ポリテトラフルオロエチレンなどの混合物であって上記材料に着色お よび／または減摩性を与えるものを含むことができる。コーティング１２ａまた は１２ｂ中の重合材料は熱可塑性または任意に熱硬化性であり、慣用的化学反応 によって硬化するアルキド−エナメルまたはラテックス処方物のような慣用的市 販ペイント化合物、並びに互いに化学的に架橋して導管の高温特性を向上させる ことができる他のポリマー類を含むことができる。具体的には、これらのポリマ ー類の架橋はガンマ線照射、紫外線照射およびＸ線照射を含むあらゆる形態の輻 射線を用い、コーティング１２ａまたは１２ｂを導管の内表面３０ａまたは外表 面３０ｂに付着させた後にそのコーティング１２ａおよび１２ｂを輻射線にさら すことによって達成される。輻射線暴露時間および架橋処理温度は本技術分野で 既知の慣用的架橋技術にしたがうべきである。 コーティング１２ａまたは１２ｂは、以下に述べるように、また本明細書に参 考として組み込まれる米国特許第５，５０５，９９２号に記載されるようにホッ トメルト吹付強化付着を用いて外側チューブ１１の内表面３０ａまたは外表面３ ０ｂに適用することができる。導管１０にコーティング１２ａまたは１２ｂを適 用するその他の方法には上塗り、同時押出しまたは後押出し、本明細書に参考と して組み込まれる米国特許出願第０８／３７９，８７６号に記載される静電吹付 強化付着、本明細書に参考として組み込まれる米国特許第５，５０１，８７３号 に記載される衝撃吹付強化付着、および本技術分野で既知のその他のあらゆる同 様な適用法が含まれる。図１および図２は断面が円形である導管１０を説明して いるが、導管１０は所望の断面、例えば正方形、矩形、楕円形、三角形またはそ の他の所望の最終用途に必要な形でよいことが理解されるであろう。さらに図２ に示すように、被膜１２には内方に突き出たリブを有する波形の模様を付けても よく、そのリブの断面はいかなる所望の形、例えば正方形、矩形、三角形、円形 および多角形などをとることもできるがこれらに制限されるものではない。 図３は、押出によってあらかじめ形成された導管１０の内表面３０ａをホット メルト吹付強化付着を用いてコーティングする方法の好適な実施形態を説明して いる。溶融またはその他の方法で液体化したコーティング材料１２ａを含むオリ フィス付きチューブまたはノズル３１を押出し前に導管１０の内側に好適に置く 。 導管１０の温度を押出し温度、またはその近辺の温度にまで高める。液化したコ ーティング材料１２ａにその融点またはそれ以上の温度でポンプ（ピストンポン プなど−図示されていない）によって圧力をかけ、ノズル３１のオリフィスを通 して、液化したコーティング材料１２ａを導管１０の内表面３０ａ周囲に放射状 対称パターン３５で押し出す。好適には１５００ｐｓｉ以上の圧力を用いてコー ティング材料１２ａを“微粒化”して吹付コーティングを行う。しかし好適なコ ーティング材料１２ａは重合性を有するために、噴霧吹付を得ることは一般に不 可能である。この適用法においては、吹付は一般に短分子状に断片化したポリマ ー鎖程の大きさとなる。重合性コーティング材料１２ａは導管１０およびコーテ ィング材料１２ａ双方の高められた温度により、導管１０の内表面３０ａに化学 的または物理的に融着させられる。所望により、加熱されたプラグ３８を作用さ せてコーティング材料１２ａを更に溶着させることで、導管１０表面に膜３９を 形成する。加熱されたプラグ３８には所望により、所定の輪郭を有し、膜３９と 接触している端部３７が設けることで膜３９に所望の模様を輪郭づける。 図４および図５に示され、米国特許出願第０８／５４６，０１８号に記載され ているように（これは本明細書に参考として組み入れられるものとする）、コー ティング材料１２ａおよび１２ｂはそれぞれ、導管１０の内表面３０ａに並置さ れるノズル４０を使用して、導管１０の内表面３０ａ（または外表面３０ｂ−図 示されていない）に複数の連続または不連続リボン様ストリップ５１として載置 してもよい。ライナー膜３９の厚さはインナーダクト３０の長さ方向軸に沿って 変化させることができ、通信ケーブルをインナーダクト３０の長さ方向軸に沿っ て引っ張ったときにその通信ケーブルに生ずる摩擦を最小にすることができる。 好適には、膜３９の厚さは吹付ノズル３１からのライナー材料３４の放出流量を 変化させることによって変化させる。膜３９の厚さはノズル３１からの放出流量 がその最大値である領域で最大である。反対に膜３９の厚さは、ノズル３１から の放出流量がその最小値である領域では最小になる。ノズル３１からの放出流量 変化の範囲またはインナーダクト３０の押出速度の変動巾を利用してライナー膜 ３９の最大および最小厚さを制御することができる。インナーダクト３０の長さ 方向軸に沿って変化するが断面周囲に沿っては変化しない膜３９の厚さパターン は、ノズル３１のオリフィスがインナーダクト３０の長さ方向軸に垂直な面内に あるとき生じ得る。これとは異なり、インナーダクト３０の長さ方向軸および断 面周囲双方に沿って変化する膜３９の厚さパターンは、ノズル３１のオリフィス がインナーダクト３０の長さ方向軸に対してゆがんで位置する場合に生じ得る。 膜３９の厚さが周期的に変化するパターンは、ノズル４０の流量変化が周期的で ある場合に生ずる。反対に膜３９の厚さの非周期的変化は、ノズル３１の流量変 化が周期的でない場合に起きる。 別法として、インナーダクト３０が押出される間に、吹付ノズル３１を一、二 、または三次元的に移動させて、吹付ノズル３１をインナーダクト３０内部を通 過させることによって膜３９の厚さを変化させることができる。膜３９の厚さは 、膜３９が、ノズル３１とインナーダクト３０の相対的運動が同方向である領域 に付着させられたときに最大である。反対に、膜３９の厚さは、ノズル３１とイ ンナーダクト３０との相対的動きが反対方向である領域に膜３９が付着させられ たときに、最小となる。吹付ノズル３１の移動速度またはインナーダクト３０の 押出し速度を変化させて膜３９の最小厚さおよび最大厚さを制御することができ る。吹付ノズル３１の移動は、本技術分野の技術水準において既知の機械的また は電気機械的方法によって、例えば吹付ノズル３１に取り付けた電気的に作動す るピストンの使用によって行われる。ノズル３１の移動がインナーダクト３０の 長さ方向軸に平行な一次元的なものである場合、膜３９の厚さはインナーダクト ３０の長さ方向軸に沿って変化するが、その断面周囲に沿っては変化しない。ノ ズル３１の移動が二次元または三次元のどちらかであり、そのうちの一つの次元 がイ ンナーダクト３０の長さ方向軸に平行であるとき、膜３９の厚さはインナーダク ト３０の長さ方向軸、断面周囲の双方に沿って変化する。膜３９の厚さが周期的 に変化するパターンは、ノズル３１の移動が周期的である場合に起きる。反対に 、膜３９の厚さの非周期的変動は、ノズル３１の移動が周期的でない場合に起き る。こうしてノズル３１の流量変化または移動のいずれかを用いて、内方に突き 出たリムをもった波形の表面模様つきの膜３９を形成することができ、そのリム の断面は正方形、矩形、円形、らせん形および多角形などの周期的形状を含むい かなる形でもよいが、これらに制限されるものではない。 以上、本発明を現在のところ好適な実施形態と考えられるものと関係づけて説 明したが、本発明はここに開示された実施形態に制限されるものではなく、各請 求項範囲の概念内に含まれる種々の変形および均等な構成をも包含するものであ ることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＣＮ，ＪＰ，Ｍ Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．導管の表面をコーティングする方法であって： Ａ．細菌増殖抑制特性を有する少なくとも１種類の物質と組み合わせた重合 材料からなる群から選択されるコーティング材料を作り； Ｂ．前記コーティング材料をその融点以上の温度に加熱し； Ｃ．前記導管を、前記コーティング材料並びに前記導管の最低融点以下の温 度に加熱し； Ｄ．前記コーティング材料を前記加熱導管の表面に付着させて該表面上に被 膜を設ける 各工程を含んでなる方法。 ２．導管の表面をコーティングする方法であって： Ａ．細菌増殖抑制特性を有する材料と組み合わせた重合材料からなるコーテ ィング材料を形成し； Ｂ．前記コーティング材料を前記導管の表面に付着させて該表面上に被膜を 設ける 各工程を含んでなる方法。 ３．前記コーティング材料を吹付によって付着させる請求項１に記載の方法。 ４．前記コーティング材料を複数のリボン様ストリップとして付着させる請求 項１に記載の方法。 ５．前記各ストリップを前記管系の表面に沿って互いに隣接して並置させる請 求項４に記載の方法。 ６．前記導管が連続的内表面を有するインナーダクトからなり、前記複数の並 置ストリップが実質上前記インナーダクトの長さ全体に延びている請求項５に記 載の方法。 ７．前記各ストリップが互いに実質上連続しており、かつ前記内表面と同一の 広がりを有する請求項６に記載の方法。 ８．前記重合材料が熱可塑性ポリマーである請求項１または請求項２に記載の 方法。 ９．前記重合材料が熱硬化性ポリマーである請求項１または請求項２に記載の 方法。 １０．前記熱硬化性ポリマーがペイントからなる請求項９に記載の方法。 １１．前記導管が押出によって形成された熱可塑性ポリマーである請求項１ま たは請求項２に記載の方法。 １２．前記コーティング材料を同時押出によって前記導管に付着させる請求項 １１に記載の方法。 １３．前記コーティング材料を後押出によって前記導管に付着させる請求項１ １に記載の方法。 １４．前記コーティング材料を上塗りによって前記導管に付着させる請求項１ １に記載の方法。 １５．前記コーティング材料をホットメルト吹付強化付着によって前記導管に 付着させる請求項１に記載の方法。 １６．前記コーティング材料を静電吹付付着によって前記導管に付着させる請 求項１に記載の方法。 １７．前記コーティング材料を衝撃吹付強化付着によって前記導管に付着させ る請求項１に記載の方法。 １８．前記重合材料がポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリ フッ化ビニリデンおよび該ポリマー類の混合物からなる群より選択された低摩擦 ポリマーからなる請求項１または請求項２に記載の方法。 １９．前記細菌増殖抑制材料が金属錯化エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ） 、酸化第一銅、酸化第二銅、銅、銀、および亜鉛および該金属を含む混合物また は 化合物からなる群より選択される金属からなる請求項１または請求項２に記載の 方法。 ２０．前記コーティング材料をグラファイト、タルクおよびシリコーンからな る群より選択される粉末で充填する請求項１または請求項２に記載の方法。 ２１．前記ポリマー類の少なくとも１種をグラファイトおよびシリコーン油か らなる群より選択される材料と混合する工程を含む請求項１８に記載の方法。 ２２．前記コーティング材料を前記導管表面に並置されたノズルによって前記 導管表面に付着させる請求項１または請求項２に記載の方法。 ２３．前記ノズルから離れて置かれた加熱されたプラグによって前記コーティ ング材料に模様付き表面を付す請求項２２に記載の方法。 ２４．前記コーティング材料を前記導管の表面上に不均一な厚さで不均質に吹 付ける請求項１に記載の方法。 ２５．前記表面が前記導管の内表面および外表面からなる群より選択される請 求項１または請求項２に記載の方法。 ２６．細菌増殖抑制特性を有する材料と組み合わせた重合材料からなる物質で 被覆した表面を有する導管。 ２７．請求項１に記載の方法によって形成される物質で被覆した表面を有する 導管。 ２８．請求項２に記載の方法によって形成される物質で被覆した表面を有する 導管。 ２９．前記重合材料が、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンおよびポ リフッ化ビニリデンおよび該ポリマー類の混合物からなる群より選択される低摩 擦性ポリマーからなる請求項２６、請求項２７または請求項２８に記載の導管。 ３０．前記細菌増殖抑制材料が金属錯化エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ） 、酸化第一銅、酸化第二銅、銅、銀および亜鉛および該金属を含む混合物または 化 合物からなる群より選択される金属からなる請求項２６、請求項２７または請求 項２８に記載の導管。 ３１．前記表面が前記導管の内表面および外表面からなる群より選択される請 求項２６、請求項２７または請求項２８に記載の導管。 ３２．前記コーティング材料が、互いに化学的に架橋して前記導管の高温特性 を向上させるポリマーからなる請求項１または請求項２に記載の方法。 ３３．前記架橋を、前記コーティング材料を前記導管に付着させた後に前記コ ーティング材料を輻射線に暴露することによって行なう請求項３２に記載の方法 。 ３４．前記輻射線処理がガンマ線照射、紫外線照射およびＸ線照射からなる群 より選択される請求項３３に記載の方法。 ３５．前記コーティング物質が、互いに化学的に架橋して前記導管の高温特性 を向上させることができるポリマー類からなる請求項２６、請求項２７または請 求項２８に記載の導管。 ３６．前記架橋を、前記コーティング材料を前記導管に付着させた後に前記コ ーティング材料を輻射線に暴露することによって行なう請求項３５に記載の導管 。 ３７．前記輻射線処理がガンマ線照射、紫外線照射およびＸ線照射からなる群 より選択される請求項３６に記載の導管。 ３８．前記被服の厚さを前記ノズルの運動によって変化させる請求項１または 請求項２に記載の方法。 ３９．前記材料の前記ノズル通過流量を調節することによって前記被服の厚さ を変化させる請求項１または請求項２に記載の方法。 ４０．前記運動が振動性、非振動性、またはランダムの１つから選択される請 求項３８に記載の方法。 ４１．前記調節が振動性、非振動性またはランダムの１つから選択される請求 項３９に記載の方法。 ４２．前記被膜の厚さが前記ノズルの運動によって変化している請求項２６、 請求項２７または請求項２８に記載の導管。 ４３．前記被膜の厚さが、前記材料の前記ノズル通過流量の調節によって変化 している請求項２６、請求項２７または請求項２８に記載の導管。 ４４．前記運動が振動性、非振動性またはランダムの１つから選択される請求 項４２に記載の導管。 ４５．前記調節が振動性、非振動性またはランダムの１つから選択される請求 項４３に記載の導管。